el tránsito gástrico y pequeño tiempo de tránsito intestinal y la motilidad evaluados por un sistema de seguimiento imán

el tránsito gástrico y pequeño tiempo de tránsito intestinal y la motilidad evaluados por un sistema de seguimiento imán
Resumen Antecedentes

Seguimiento de un imán es ingerido por el imán del Sistema de Seguimiento de MTS-1 (Motilis, Lausana, Suiza) es una forma fácil y mínimamente método no invasiva para evaluar el tránsito gastrointestinal. El objetivo era poner a prueba la validez de MTS-1 para la evaluación del tiempo de tránsito gástrico y el tiempo de tránsito intestinal pequeña, y para ilustrar los patrones de tránsito detectadas por el sistema.
Métodos
un pequeño imán se ingirió y rastreado por un externo matriz de 16 sensores de campo magnético (4 × 4), dando una posición definida por las coordenadas (5 posiciones: x, y, z, y ángulo: θ, φ). Ocho sujetos sanos se investigaron cada tres veces: (1) con un pequeño imán montado en un endoscopio cápsula (PillCam); (2) con el imán solo y el intestino delgado en estado de ayuno; y (3) con el imán solo y el intestino delgado en el estado postprandial.
Resultados
Experimento (1) mostraron un buen acuerdo y no hay diferencias sistemáticas entre MTS-1 y la cápsula endoscópica hora de evaluar el tránsito gástrico (diferencia media 1 min, rango: 0-6 min) y el tiempo de tránsito del intestino delgado (diferencia media 0,5 minutos; rango: 0-52 min). experimentos comparando (1) y (2) no hubo diferencias sistemáticas en el tránsito gástrico o de tránsito del intestino delgado cuando se utiliza la unidad de imán-PillCam y la píldora magnético mucho más pequeño. En experimentos (2) y (3), ráfagas cortas de movimientos muy rápidos que duran menos de 5% de las veces representan más de la mitad de la distancia recorrida durante las dos primeras horas en el intestino delgado, con independencia de que el intestino delgado estaba en el estado de ayuno o postprandial. La frecuencia media la contracción en el intestino delgado fue significativamente menor en el estado de ayuno que en el estado postprandial (9.90 min -1 frente a 10,53 min -1) (p = 0,03).
Conclusión
MTS-1 es fiable para la determinación de tránsito gástrico y el tiempo de tránsito intestinal pequeña. Es posible distinguir entre la frecuencia de la contracción media del intestino delgado en estado de ayuno y en el estado postprandial.
Antecedentes
La prevalencia de la motilidad gastrointestinal y trastornos gastrointestinales funcionales es elevada en la población general [1, 2] . Por otra parte los síntomas de la motilidad gastrointestinal alterada a menudo son un problema importante en los pacientes con otros problemas médicos. El diagnóstico y el alivio de estos trastornos requieren buenos métodos de evaluación que pueden identificar la fisiología gastrointestinal anormal. motilidad gastrointestinal se describe generalmente en términos de tiempos de tránsito regionales o como cambios en la presión intraluminal. La gammagrafía es el estándar de oro para la determinación del vaciado gástrico y tránsito del intestino delgado [3, 4]. patrones de contracción se han investigado el uso de catéteres de manometría. catéteres de estado sólido con transductores de presión pequeños han facilitado los exámenes ambulatorios y permitió la grabación de la variación diurna [5-7]. Las desventajas de estas técnicas incluyen la invasividad, la exposición a la radiación y que son relativamente caros. La prueba de aliento de hidrógeno es una alternativa para la determinación de los tiempos de tránsito, pero se ve afectada por la proliferación bacteriana intestinal y no distingue entre los tiempos de tránsito gástrico e intestinal [8].
Las nuevas técnicas tienen como objetivo mejorar la calidad de los datos y de la motilidad también para reducir los efectos secundarios y molestias para el paciente. El video cápsula endoscópica, que se utiliza principalmente para la evaluación de la pequeña patología mucosa intestinal, puede ser una alternativa para la determinación de los tiempos de tránsito [9, 10]. Sin embargo, por el mero propósito de obtener tiempos de tránsito, es caro y el análisis es mucho tiempo. El análisis de imagen computarizado de imágenes cápsula endoscópica ha sido recientemente utilizado para la descripción de los pequeños patrones de motilidad intestinal [11]. Últimamente, una cápsula de la motilidad inalámbrica (SmartPill) que mide la temperatura, presión y pH se ha utilizado para investigar segmentarios y todo-intestino tránsitos [12, 13]. La resonancia magnética también se han utilizado para medir gástrico y motilidad del intestino delgado [14, 15]. MRI también se ha utilizado para realizar un seguimiento de la posición de las cápsulas de la etiqueta de flúor que dan información sobre pequeños patrones de motilidad intestinal y esto puede ser combinado con los datos anatómicos [16].
Información sobre los patrones de motilidad y tránsito también se puede obtener mediante el seguimiento de un pequeño imán a través del tracto gastrointestinal. Los primeros métodos basados ​​en la ingestión de un pequeño imán sólido se han refinado para mejorar la resolución espacial y temporal [17-21]. datos de alta resolución sobre el tránsito gastrointestinal se han obtenido usando múltiples canales superconductor de interferencia cuántica, pero el equipo es costoso y requiere un entorno blindado [22-24]. Magnética nuclear momento utilizando un sistema de seguimiento con sensores magneto-resistencia de anisotrópicos ha sido recientemente validado con gammagrafía demostrando una buena correlación entre el tiempo de tránsito gástrico y datos de posición [25]. El imán sistema Tracking (MTS-1; Motilis, Lausanne, Suiza) se ha desarrollado para su uso en un entorno de laboratorio estándar [26, 27]. MTS-1 se ha utilizado en estudios en animales, los estudios en humanos sanos y en pacientes con disfunción intestino neurogénico [28-33]. Sin embargo, se necesita una validación con mediciones simultáneas utilizando métodos establecidos. Si la diferencia en la frecuencia y la posición del imán medido con MTS-1 contracción se puede utilizar para determinar pasajes pilórico y ileocecal, a continuación, MTS-1 será una herramienta fácil, mínimamente invasivo, y no radiante para proporcionar información válida sobre gástrico tiempo de tránsito y pequeños tiempos de tránsito intestinal.
El objetivo principal de este estudio fue investigar si MTS-1 podría ser utilizado para determinar con fiabilidad el tránsito gástrico y el tiempo de tránsito intestinal pequeña. Los datos de la cápsula endoscópica simultánea se utilizó como referencia. Además, los pequeños patrones de motilidad intestinal grabados con MTS-1 en el estado de ayuno y en el estado postprandial se compararon para la identificación de la migración de motor complejo en fase III durante rápido. Un algoritmo se aplicó para la clasificación de los movimientos rápidos, movimientos lentos y movimientos muy lentos y mediante la comparación de frecuencias pequeñas contracciones intestinales
Métodos Sujetos

Ocho voluntarios sanos (3 hombres, edad media de 30 años y el rango.: 25-61 años), con mediana de IMC de 21,3 kg m 2 (rango: 20.2-26.5 kg m -2) fueron incluidos. Ninguno de los sujetos habían sido sometidos a cirugía abdominal, fueron tomando medicación o sufrido de enfermedades que afectan a la motilidad gastrointestinal. Todos los participantes firmaron el consentimiento informado por escrito y el estudio fue aprobado por el comité de ética científica local (M-20080037)
Sistema de Seguimiento de imán, MTS-1
sujetos ingirieron una pequeña píldora magnética (dimensiones:. 6 × 15 mm, peso: 0,9 g, densidad: 1,8 g cm -3, momento magnético 12:02a.m. 2), que fue seguido por una matriz de 4 x 4 sensores de campo magnético separadas por 5 cm y se coloca sobre el abdomen. La posición de la matriz de sensor con respecto a puntos de referencia anatómicos se observó (espinas ilíacas, ángulo intercostal, hueso púbico) (Figura 1). Con una frecuencia de muestreo de 10 Hz, cada sensor mide la inducción magnética depende de la distancia entre los sensores y la píldora magnético y la orientación de la píldora. La posición y orientación de la pastilla magnética fue definida por las coordenadas (5 posiciones: x, y, z, y ángulo: θ, φ). El cambio en la posición de coordenadas refleja propagación del imán. El cambio de los ángulos refleja cambio en la orientación, que se correlaciona con la frecuencia de contracción del segmento gastrointestinal relevante. Los datos fueron analizados en un ordenador con software hecho a medida (MTS_Record, Motilis, Lausana, Suiza) que muestra la posición en tiempo real y la orientación de la pastilla magnética (Figura 1). Antes de comenzar las mediciones, los sensores fueron calibrados mediante la compensación de campo magnético de la tierra. Artefactos debido a la respiración y el movimiento se registraron utilizando acelerómetros colocados en el abdomen y el cuello. Durante el procesamiento posterior, se utilizó un algoritmo adaptativo para filtrar los movimientos en fase con la respiración. Figura 1 Grabación en tiempo real con el MTS-1 (ejemplo de un tema). Se muestran la posición x, y, z y la orientación θ y φ: 1A. Posición de la matriz de sensores sobre el cuerpo se ve a la izquierda. A la derecha se muestra una grabación del movimiento a través del arco duodenal. 1B: paso duodenal (de 17 m 40 s a 19 m 30 s) es visto como un cambio en la posición (x, y y z) (flecha 1) y la desaparición de la característica 3 contracciones min-1 patrón del estómago (θ y φ) (flecha 2). La curva en la parte inferior muestra el ruido de la respiración y el movimiento.
MTS-1 en combinación con PillCam Francia El validez de tránsito gástrico y el tránsito del intestino delgado determinado con MTS-1 fue probado mediante la comparación con el uso simultáneo de un PillCam ( Figura 2). La cápsula de vídeo (PillCam, dado, Yoqnaem, Israel) mide 11 x 26 mm y contiene un dispositivo de imagen (campo de visión de 156 °) y una fuente de luz en un extremo de la cápsula [34]. Las imágenes se transmiten a una velocidad de dos imágenes s -1 con una fuente de luz alimentado por batería que dura un mínimo de ocho horas. Figura 2 Correlación de datos anatómicos y los datos de la motilidad utilizando el PillCam y el sistema de seguimiento del imán, izquierda: imagen desde el estómago con los datos simultáneas MTS-1 (θ orientación y φ en el eje y) que muestra una frecuencia de contracción de aproximadamente 3 min - 1 (unidad arbitraria), en consonancia con la localización en el estómago. Derecha:. Imagen desde el intestino delgado proximal con simultáneas de datos MTS-1 que muestra una frecuencia de contracción de aproximadamente 9-10 min-1 (unidad arbitraria) consistente con la localización en el intestino delgado
Una unidad de imán-PillCam se construyó por encolado (Loctite 4013 línea médica, Henkel, Rocky Hill, CT, EE.UU.) la pastilla magnética en un PillCam y que cubre la unidad de imán-PillCam con una hoja de poliuretano.
Protocolo de México la sujetos se sometieron a tres experimentos en tres días separados, todo a partir de las 9 am y continuando durante seis a ocho horas con los siguientes pasos: (1) la ingestión de la unidad de imán-PillCam, donde se le dio una comida estándar (≈1500 kJ, 32% de grasa) después de una investigación de cuatro horas en el estado de ayuno con la investigación continuó hasta el paso ileocecal; (2) ingestión de la píldora magnético solo en una configuración similar a (1); y (3) la ingestión de la píldora magnética seguida de una comida estándar dado derecho después del paso del píloro (≈ 2200 kJ, proteína, grasa 48%). Durante las investigaciones, los sujetos se colocaron en una cama con elevación de la cabeza (> 45 °) o acostado. Se les animó a no hablar o moverse. Las grabaciones fueron interrumpidos por pequeñas grietas bajo petición. El análisis de datos
Experimento (1) se utilizó para probar la validez de MTS-1 para la evaluación de tránsito gástrico y el tiempo de tránsito intestinal pequeña. Experimentos (1) y (2) se utilizaron para comparar el tránsito gástrico y tránsito del intestino delgado de dos objetos de diferente tamaño. Experimentos (2) y (3) se utilizaron para comparar el ayuno y los patrones de motilidad postprandial de dos horas después del paso del píloro.
Dos investigadores determinaron de forma independiente el tránsito gástrico y el pequeño tiempo de tránsito intestinal en cada investigación, y los tiempos medios fueron utilizados para comparaciones adicionales. El tiempo de tránsito gástrico se definió como el tiempo desde la ingestión de la píldora magnético hasta paso pilórica. El cese de las contracciones 3 min -1 patrón, típico para el estómago, la aparición del arco duodenal, y el comienzo de las contracciones 8-11 min -1 del intestino delgado fueron las características de pilórica paso (Figura 1). Pequeño tránsito intestinal se determinó como el tiempo desde el paso pilórico hasta el paso ileocecal, que se identificó como el cese de la 8-10 min -1 frecuencia de contracción del intestino delgado (Figura 3), la ocurrencia de un corto movimiento rápido (Figura 4), y la pastilla magnética situada en el cuadrante inferior derecho. Las frecuencias de contracción se muestran en un gráfico de tiempo-frecuencia con un código de color que indica la amplitud de la contracción. Estos datos se obtuvieron mediante el cálculo de la corto tiempo transformada de Fourier (STFT) (Figura 3). Para este fin, se utilizó el software hecho a medida (MTS_Tool, Motilis, Lausana, Suiza). Se utilizó un enfoque estándar para el análisis de los mapas de tiempo-frecuencia. La densidad espectral de potencia se estima y transformada rápida de Fourier sobre un segmento corto de datos. Se utilizó un período de tiempo de 3 min, y se aplicó una ventana de Hamming. Los cálculos para la ventana deslizante se realizaron cada 10 muestras en las que un mapa de tiempo-frecuencia. En cada instante, se aplica la detección picos principales para seleccionar las frecuencias presentes. Sólo se consideraron los valores constantes y valores extremos se omitieron basado en algoritmos bayesianos. Figura 3 gráfico de frecuencia de tiempo. Las frecuencias de contracción (línea punteada) se ilustran como una función del tiempo. Una frecuencia dominante de 3 min-1 se ve inicialmente como la píldora imán se encuentra en el estómago. Aproximadamente a las 9:45 de la píldora magnético entra en el intestino delgado y los cambios de frecuencia dominantes a 10 min-1. paso Ileocecal se ve en aproximadamente 13:00 como una caída en la frecuencia de 4-5 min-1. El color verde indica contracciones con altas amplitudes a una frecuencia dada y el color rojo indica contracciones con amplitudes más bajas. Los puntos rojos son las amplitudes de los picos obtenidos cuando el imán está realizando movimientos muy lentos.
Figura 4 La progresión de la pastilla magnética con el tiempo durante el avance rápido. Investigación realizada en condiciones de ayuno. el paso del píloro, 2 horas después de la aprobación del píloro, y el paso ileocecal está marcado. El color de la gráfica representa diferentes velocidades (rojo: > 15 cm min-1, azul: < 15 cm min-1, negro: < 1,5 cm min-1). La frecuencia de las contracciones sólo se puede calcular cuando la progresión es muy lenta (< 1,5 cm min-1). La mayor distancia a través del intestino delgado está cubierta durante el período justo después del paso del píloro y durante el período justo antes del paso ileocecal. Estos dos periodos, separados por aproximadamente 90 minutos, probablemente reflejan la fase III del MMC. Se utilizó
cápsula endoscópica con PillCam como el estándar de oro para la detección del píloro y el paso ileocecal. El uso de imágenes PillCam, el tiempo de tránsito gástrico se definió como el tiempo desde la ingestión de la unidad de imán-PillCam hasta el momento de la primera imagen en el duodeno. tránsito del intestino delgado se definió como el tiempo desde el paso del píloro hasta que la primera imagen de paso ileocecal. Las grabaciones PillCam fueron examinados por dos expertos y se utilizó el valor medio de los resultados como referencia. Patrones de motilidad
se analizaron con el software dedicado-Motilis para el tracto gastrointestinal superior (MTS_Tool, Motilis, Lausana, Suiza). Se calculó la velocidad de propagación pequeña intestinal media de dos horas siguiente pasaje del píloro. Las frecuencias de contracción media del estómago y el intestino delgado se calcularon utilizando las contracciones con las más altas amplitudes obtenidas cuando el imán estaba realizando movimientos muy lentos (es decir, cuando no hubo progresión del imán). La frecuencia de contracción media en el intestino delgado se calculó utilizando sólo contracciones con una frecuencia superior a 6 min -1. Los picos de frecuencia fueron seleccionados utilizando una convolución de la transformada rápida de Fourier con la "forma de un pico" descrita por una función gaussiana. Las frecuencias obtenidas durante la progresión del imán se desecharon, mientras que las frecuencias obtienen cuando se incluyó el imán no progresó. Con este enfoque, el efecto Doppler (frecuencia de contracción como una función de la velocidad del imán) fue eludido. Una regresión lineal se utilizó para derivar el cambio en la frecuencia de contracción instantánea durante las dos primeras horas después del paso pilórica (Figura 5). Figura 5 Pequeño frecuencia de las contracciones intestinales durante rápido y posprandial (ejemplo de las investigaciones en un sujeto). La progresión en el intestino delgado es en el eje x, y de la frecuencia de las contracciones en el intestino delgado durante dos horas después del paso pilórica es en el eje y. En general, la frecuencia media la contracción fue menor durante rápido en comparación con postprandially (9,48 min-1 vs. 10,25 min-1). La disminución de la frecuencia de las contracciones por cada 2 horas fue menor durante el avance rápido en comparación con postprandially (-0.18 Hz cm-1 vs. -1.45 Hz cm-1).
Un primer análisis de los histogramas de velocidad identificado una distribución trimodal de velocidades y la se hicieron puntos de corte para separar los tres tipos de movimientos velocidades: movimientos rápidos (> 15 cm min -1), movimientos lentos (entre 1,5 y 15 cm min -1), y el movimiento muy lento (< 1,5 cm min -1). Sobre la base de este análisis, se desarrolló un algoritmo para la clasificación automática de los movimientos en el intestino delgado [29]. Estadísticas
Los datos numéricos se dan como medias y desviaciones estándar y los datos distribuidos no gaussianos se dan como medianas y el total distancia. La significación estadística se probó con la prueba de Wilcoxon (prueba no paramétrica para datos apareados), y el nivel de significación se fijó en 0,05.
Resultados
La variación entre observadores Opiniones de los MTS-1 investigaciones, la diferencia media entre la determinación de los tiempos de tránsito de los dos observadores fue de 1 min (rango: 0-11 min) para el tránsito gástrico y 6 minutos (rango: 0-33 min). para el tránsito del intestino delgado
Validación de tránsito gástrico y el tránsito del intestino delgado datos determinados con MTS-1

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